第17回「サーバーとネットワークをもっと仲良しに – その間を取持つネットワーク仮想化技術」(2012/05/24 on しすなま!)

© 2012 IBM CorporationSystems for a Smarter Planet

しすなましすなま!!第第1717回回

サーバーとネットワークをもっと仲良しにサーバーとネットワークをもっと仲良しに–– その間を取持つネットワーク仮想化技術その間を取持つネットワーク仮想化技術

SDN/OpenFlow、EVBといった

新ネットワーク技術を活用し、より高いレベルでサーバーとネットワークを連携・融合させる次世代ITインフラについて

ディスカッションします

SDN/OpenFlow、EVBといった

新ネットワーク技術を活用し、より高いレベルでサーバーとネットワークを連携・融合させる次世代ITインフラについて

ディスカッションします

© 2012 IBM Corporation

IBM System x / BladeCenter : Systems for a Smarter Planet

Agenda

ネットワークとシステム全体の最適化ってネットワークとシステム全体の最適化って

終了！！終了！！

１９：１５－１９：１５－

１９：３０１９：３０

技術解説技術解説

SDN / SDN / OpenFlowOpenFlow

EVBEVB、、DVS 5000VDVS 5000V

SNEMSNEM NWNW管理管理

１８：３０－１８：３０－

１８：４５－１８：４５－

１９：００－１９：００－

サーバサーバーを中心とした仮想化のながれーを中心とした仮想化のながれ１８：００－１８：００－



サーバーの視点サーバーの視点



2000 年に VMware ESX がハイパーバイザー型の仮想化を実現し、

IAサーバー仮想化時代が始まった

1995 2000 2005 2010 2012

(Virtual PC for Macintosh)

VMware ESX Xen KVM

ハイパーバイザーによる仮想化

コンシューマーPC 初の仮想化

Hyper-VIntel-VT

準仮想化技術の提唱

HW の仮想化

支援機能

Linux カーネルに

仮想化機能を統合

2007

2005

20032000

1996

Hyper-V 3.0

Windows OSに

仮想化機能を統合

2008

使い方により、仮想化環境を選択する時代に！

IAサーバーの仮想化はそろそろ次のフェーズへ！

vSphere5

KVM（RHEV3.0）

XenServer



サーバー

ハイパーバイザー

OS OS OS

サーバー


OS OS OS

サーバー


OS OS OS

仮想統合前

サーバー

OS

サーバー

OS

サーバー

OS

サーバー

OS

サーバー

OS

サーバー

OS

サーバー

OS

サーバー

OS

サーバー

OS

仮想統合後

そのままでは管理ポイントが増えるだけ、TCO削減には結びつきません！

18個の管理ポイント2種類の管理対象

19個の管理ポイント5種類の管理対象

統合ストレージ

仮想スイッチ仮想スイッチ仮想スイッチ

管理ポイントが増加、管理対象の種類が増加4

仮想化統合だけをしたときのお客様では何が起こるのか？



OS OS OS OS OS OS OS OS OS

これまでの仮想統合理想の仮想統合

そのままでは管理ポイントが増えるだけ、TCO削減には結びつきません！


統合仮想スイッチ

5

サーバー


OS OS OS

サーバー


OS OS OS

サーバー


OS OS OS


仮想スイッチ仮想スイッチ仮想スイッチ

vSphere DRSを活用して、リソースプール化。 1台1台のパフォーマンス状況を見ず、HWリソースが全体で不足した場合にマシンを追加する。

統合仮想スイッチでNWもサーバー追加に柔軟に対応

サーバー


サーバー


サーバー


リソースプール

仮想化統合だけをしたときのお客様では何が起こるのか？



全世界で89%のお客様がDRSを使用

全世界で88%のお客様がHAを使用

2011年VMware社調べ

DRS

HA

HAと同じ位のお客様ですでにDRSが活用されています

6

DRSはどれくらい使われているのかご存知ですか？



リソースプールを意識したネットワークってどんなネットワークになるのだろう。

OS OS OS


サーバー


サーバー


サーバー


OS

サーバー


統合仮想スイッチ統合仮想スイッチ


①仮想OSの移動に連動できる仮想スイッチ設定

②サーバーリソースの追加を容易に行うことができること。

③仮想OSの移動に連動できる

物理スイッチ設定



OpenFlowOpenFlow/SDN/SDN



Software Defined Network （SDN） / OpenFlowとIBMの取組

オープンフローは米シスコ・システムズが優位にある現行の自律分散型ネットワークを一変させる潜在力がある（朝日新聞電子版1/25）

ネットワークの視点

ITインフラ、クラウドの視点

サーバー、ストレージと共にネットワーク資源もプール化し、業務ニーズに基づき動的に割り当て可能にデータセンター間、ユーザ/プロバイダの垣根を越えて

資源の共有、アプリの移動が可能に

OpenFlowによりクラウド基盤も大きく進化

個々のスイッチによる自律的分散制御• 経路制御機能• データ転送機能

ネットワークの構築方法、業界地図が大きく変わる可能性

現行のIPネットワーク OpenFlow/SDNコントローラ Cloud

Manager等

コントローラとスイッチで機能を分割。ソフトウェアによる集中制御が可能。

• 経路制御機能 – コントローラ• データ転送機能 – スイッチ

業務ニーズ等に基づきリアルタイムで経路・構成等の変更が可能にクラウド基盤、仮想化基盤との連携も容易に集中管理により個別設定が不要に→コスト削減複雑化し、制約の多い現行NWの問題点を解消

既存ネットワークと並存・相互接続が容易

はOpenFlowコンソーシアムの設立当初からのメ

ンバーSDNを主導するONF（Open NetworkFoundation）の主要メンバーの1社OpenFlowスイッチの製品化では先陣を切ったベンダーの1社（対応製品2011年11月出荷）

通常スイッチ製品とまったく同じハードウェア上でOpenFlowをサポート

様々な他社製品との相互運用性を検証済→オープン他社に先駆けた実システム事例9



現状のネットワーク（STPによるブロッキング）

：優先度の高いトランザクション・データ

：優先度の低いマルチメディア・データ

優先度の異なる2つのデータがネ

ットワーク上を流れます

まずは優先度の高いトランザクション・データ（データ量は少）

次に優先度の低いマルチメディア・データ（データ量は大）

優先度の高いデータは優先度の低いデータの影響受け、処理に遅れが出ます

現状のSTPを使用したネットワー

クではループ防止のため、一部経路がブロックされます一般に帯域の半分が使用不可となります

×



OSPF、TRILL等のECMP技術を使った場合




ットワーク上を流れます

まずは優先度の高いトランザクション・データ（データ量は少）

次に優先度の低いマルチメディア・データ（データ量は大）

両方の経路は使えますが、やはり優先度の高いデータは優先度の低いデータの影響受け、処理に遅れが出ます

OSPF、TRILL等でサポートされるECMP（注）技術を使うとブロック

される経路はなくなりますただし、アプリケーション毎に経路を選択することはできません

（注）ECMP: Equal Cost Multi-Path



OSPFとTRILLを使用した場合のその他の問題

OSPFはL3プロトコルである

ため、送受信の基点と終点を異なるL2ネットワークとして構

成する必要があります。この場合には2つのネットワーク

間ではライブ・マイグレーショ

ンが行えないといった制約が

生じます

OSPF/TRILLの場合

選択されない経路

OpenFlowの場合

L2ネットワーク1

L2ネットワーク2

VMサーバB サーバA サーバC

OK NG×

OSPF、TRILLは同じコストの

複数の経路を使用可能としま

すが、コストの異なる経路は使用されません、OpenFlowではコストの低い経路を優先

度の高いトランザクション、コ

ストの高い経路を優先度の低

いトランザクションが使用する

といった動作が可能です



OpenFlowによるアプリケーション毎の経路選択



コントローラから各スイッチにフローテーブルを送信しアプリケーション毎に異なるフローを設定します。

優先度の高いトランザクション・データ（データ量は少）を送信

次に優先度の低いマルチメディア・データ（データ量は大）送信

送信元と送信先が同じであっても２つのデータは異なる経路を通るため、優先度の高いデータは低いデータの影響を受けることなく、処理が可能です

コントローラ



コントローラ

OpenFlowによる動的な経路変更




ットワーク上を流れています

夜間になってマルチメディア・サービスのアクセス量が減りましたこのタイミングを狙ってより大量のバッチ伝送を行います

トランザクション・データの経路が切り替わります。昼間と違いマルチメディア・サービスのデータ量が減ったため影響はあまりありません

バッチ伝送を開始します。トランザクション・データ、マルチ・メディア･データはバッチ伝送の影響を受けることはありません。このような経路の切替はリンク障害時にも自動的に行われます

：大量のバッチ・データ

コントローラからフローテーブルを送信し経路を変更します



EVBEVB



10GbでI/Oの高速化

10Gbの負荷がかかるとサーバーのCPU負荷が増大！！

外のスイッチからではVMの可視化ができない

サーバーでネットワーク処理をおこなわない。

EVB （Edge Virtual Bridging）で解消

仮想スイッチ

OS

App

OS

App

サーバー

仮想化統合でのネットワークの課題

Good!!



IEEE 802.1Qbgで標準化されている技術

2つの実装方法があるVEB：Virtual Ethernet BridgingVEPA：Virtual Ethernet Port Aggregator

対応している仮想NIC、仮想スイッチ・物理スイッチが必要

VEPA対応スイッチTOR:

7309-G64,7309-64F: BNT バーチャル・ファブリック 10Gb G8264

ラックスイッチ

BladeCenter: 46C7191:BNT 10ポート 10Gb イーサネット

スイッチモジュール

仮想スイッチ

OS

App

OS

Appサーバー

仮想スイッチ

OS

App

OS

Appサーバー

VEPAVEPAネットワークスイッチ

にオフロード

VEBVEBNICにオフロード

EVBとは



EVBの構成要素

VSI ：Virtual Station Interface仮想マシンのインターフェース

VSI DBVSIを集中管理しているDB

VSI Manager:DBを管理するサーバー

VDP：VSI Discovery and Configuration Protocol ゲストOSの移動など、VMの情報を発見し、通知するプロトコル

仮想スイッチ

OS

App

OS

Appサーバー

仮想スイッチ

OS

Appサーバー

仮想環境管理

サーバー

VDP

VSIDB

VSIDB

VSI Manager

VDP

ブリッジ



VMware vSphere 5上で稼動する仮想（ソフトウェア）スイッチ

VMware vNetwork Distributed Switch （vDS）として動作。

vSphere標準のvSwitch機能を強化Private VLAN, ACLs, SPAN/Port Mirroring, VM traffic statistics

物理スイッチと同様の管理インタフェース（IBM Networking OS）を実装Telnet, SSH, Role Based Access Control (RBAC), SNMP (Read and Write), TACACS, RADIUS, sFLow

IEEE 802.1Qbg EVB標準に基づき、VMマイグレーションに伴う、ポート属性の

サーバポート間のマイグレーションもサポート。5000vコントローラは、EVB準拠機器にVSI DB機能を提供。

IBM System Networking Distributed Virtual Switch 5000V

OSApp

OSApp

OSApp

vCenterIBM DVS

5000v



VM1 VM4

ESX Server ESX Server

ESX Server

DVS 5000V コントローラー

仮想アプライアンス

VMware vCenterサーバー

802.1Qbg802.1Qbg

VSI DBVSI DB

分散スイッチ

802.1Qbg802.1Qbg

IBM DVS 5000V データ・ホスト・

モジュール

IBM DVS 5000V データ・ホスト・

モジュール

vCenterサーバー：

vCenterサーバー：

IBM DVS 5000V コントローラー:

IBM DVS 5000V コントローラー:

IBM DVS 5000VはVMware vSphere環境において従来の分散スイッチ（vDS）のフル・ファンクションをサポートしつつ、IEEE 802.1Qbg標準機能をサポートすることにより、物理＆仮想ネットワーク環境をシームレスな管理を可能とします

・一括管理・業界標準的なコマンドライン操作

・一括管理・業界標準的なコマンドライン操作

LiveMigrationと連携し、物理ネットワーク設定の移行。

・VMready（MAC）・EVB

LiveMigrationと連携し、物理ネットワーク設定の移行。

・VMready（MAC）・EVB

VEPAモードによるCPUオフロードVEPAモードによるCPUオフロード

VM4 VM6 VM9

Live Migration!

IBM System Networking Distributed Virtual Switch 5000V ：オーバービュー



SNEMSNEM



機能と特長

操作性に優れた豊富なインターフェース(GUIやCLI)の提供し、管理の集中化、自動化、遠隔支

援、レポーティング支援などを有して、ネットワーク全体の管理運用コストを削減可能とする、

ネットワーク統合管理パッケージ。

稼働形態

VMware上やKVM上の仮想マシン（VM）として稼働する。

従来のBLADE社の管理ツールをコンポーネント化

障害等のイベント管理、構成管理・設定機能、ネットワーク構成検出などがTivoli製品群で強化

ネットワーク管理ツール System Networking Element Manager v6.1



System Networking Element Manager v6.1構成要素とその主要機能

Red Hat Enterprise Linux 5 SNEMの稼働するOSプラットフォーム

IBM System Network Element Manager 6.1 SNEMの構成要素であるWEBベースの各種サーバー機能を統合するポータルフレームワーク

IBM BLADEHarmony Manager 5.3 後述。よりIBM純正機器に特化した各種管理

機能 (databaseはApache Derby)

IBM Tivoli Network Manager IP Edition 4.0.1 対象機器間の物理・論理接続情報管理

IBM Tivoli Netcool/OMNIbus 7.3.1 SNMPベースのイベント情報管理サーバ

IBM Tivoli Netcool Configuration Manager 6.3 SNMPベースの構成管理サーバー

DB2 database Tivoli製品が使用するデータベース



IBMスイッチの管理もこれで簡単に！

グループ管理機能スイッチのグループ管理

スイッチの自動検出

設定のバックアップ・リストア

ファームウェアの一括アップデート

操作・設定の一括設定

レポーティングヘルスチェック

イベント& ログ管理

資産管理

パフォーマンス

Virtualization

Virtualization ManagementVMready™Virtual Vision

IBM System Networking Element Manager v6.1



SNEM製品ライセンス

10,993,50010,470,000IBM System Networking Element Manager V6 1000スイッチ Lic+3年S&S00D4673




771,750735,000IBM System Networking Element Manager V6 50スイッチ Lic+3年S&S00D4669





1,014,300966,000IBM System Networking Element Manager V6 100スイッチ Lic+1年S&S00D4664



IBM ダイレクト

価格(税込/円)

IBM ダイレクト

価格(税別/円)

製品名称製品番号

SNEMはPA(パスポート・アドバンテージ)製品です。-PAが初めてのお客様はPA登録（またはPAX登録）が必要です。（なければ出荷できません。)-SNEMのオーダーは上記製品番号になります。-S&S(サポート＆サブスクリプション)の更新は、他のPA製品とまとめられていきます。

-困った場合は、PAデスク（パートナー様はパートナーインフォメーションでも可）にお問い合わせを。



ネットワークとシステム全体の適化ネットワークとシステム全体の適化

© 2012 IBM Corporation27

テナ

ント

多様

性の

許容

度

物理

ネットワーク

固定的なワークロード“Configure once”ネットワーク

もう一歩進んだネットワーク仮想化: Virtual Overlay Network

ワークロード認識型物理ネットワーク

動的なワークロードネットワーク構成は仮想、物理ネットワーク間の連携により動的に変化（例：IEEE802.1Qbg EVB）

レイヤー2仮想スイッチコントローラ

VMsレイヤー2仮想スイッチ

Dove: Distributed Overlay Virtual Ethernet

同一物理ネットワークを複数の仮想オーバーレイネットワーク間で共有

Dove: Distributed Overlay Virtual Ethernet

同一物理ネットワークを複数の仮想オーバーレイネットワーク間で共有

動的なワークロードマルチ・テナント認識型ポリシー・ベースの構成管理と仮想ルーティング物理ネットワークはレイヤー3ベース

DOVE スイッチ

SDN コントローラ

プラットフォーム



IBM PureFlexとIBMネットワーク製品、OpenFlow

サーバーストレージ

ネットワーク

仮想化

管理

インフラの導入

ミドルウェア

アプリケーションの導入

アプリケーション

すべてが統合されたPureFlex

IBM SystemNetworking

Server Storage

IBM System Networking製品はPureFlexの重要な構成要素のひとつ

ソフトウェアによるネットワーク管理・制御を可能とするOpenFlowはPureFlexの方向性と整合

（注）IBMは今後OpenFlowサポート製品を拡充予定

コントローラCloud

Manager等



Technology

第17回「サーバーとネットワークをもっと仲良しに – その間を取持つネットワーク仮想化技術」(2012/05/24 on しすなま!)